Морской аквариум является частью биостанции Карадагского природного заповедника, созданной в начале 20 века доктором Терентием Ивановичем Вяземским.

Постройку Карадагской биологической станции Т. И. Вяземский начал в 1907 году. Он сам проектировал, сам наблюдал за строительством. К морю никаких дорог не было, и камни и другие грузы застревали на пути на строительную площадку. Вяземский вместе с рабочими перетаскивал их на руках. Он научился класть стены, делать плотничьи работы. Но постоянно не хватало денег.

Вяземский заложил всё своё имущество и добытую сумму пустил на строительство станции. Заработок врача, небольшие средства, собранные друзьями, чтобы помочь Вяземскому, таяли, не оказывая заметного эффекта. Временами строительство совершенно замирало, начатые фундаменты зарастали травой.

 Сердцем станции должен был стать аквариум величиной с большую комнату. Вяземский сам чертил и рисовал, как будет выглядеть бетонно-стеклянный «дом», население которого пока ещё резвилось в морской глубине. День, в который был закончен фундамент аквариума, Вяземский считал одним из самых счастливых дней своей жизни.

В действительности, в распоряжении исследователя были только банки, бутылки с обрезанным горлышками и разная медицинская посуда, где копошились почти микроскопические существа, населяющие море.

Современный аквариум был открыт в 1995 году. В настоящее время имеет два демонстрационных зала. Аквариум специализируется на демонстрации представителей фауны Черного моря. В экспозиции находится около 40 видов рыб, среди них скаты, ставрида, кефаль, морские коньки и др. В коллекции представлены живые обитатели морских глубин: креветки, крабы, медузы, моллюски, бамбуковые акулы и др. Это одна из самых полных в Украине коллекций черноморских видов рыб. Кроме того, здесь представлены амазонские пираньи и коллекция раковин тропических морей. 

Аквариум работает с мая по ноябрь.